Коперниканский переворот. Галилей как основатель экспериментального естествознания.

Средневековая наука опиралась на теории, созданные еще в античности: геометрию Евклида, астрономическую систему Птолемея и физику Аристотеля. Характерной особенностью античной науки было стремление строить теорию, не прибегая к понятию актуальной бесконечности. Это понятие не работает ни в физике Аристотеля, ни в математике Евклида или Архимеда, ни в астрономии Птолемея - греческие математики "актуальной бесконечности не признавали". Аристотель как в физике, так и в космологии допускает только потенциальную бесконечность (бесконечную делимость) величин, т.е. их непрерывность, но не допускает актуальной бесконечности ("бесконечно большого тела"). Космос в представлении как Аристотеля и Евдокса, так и Птолемея, - очень большое, но конечное тело. В эпоху Возрождения характерен острый интерес к понятию бесконечности. Оно не только не вызывает к себе недоверия, но, напротив, становится предметом специального исследования у ученых и философов. Николай Кузанский рассматривает понятие бесконечности как теолог: бесконечным, согласно его учению, является Бог. Но уже у него мы видим попытку ввести понятие бесконечности также и в математику в виде учения о максимуме и минимуме. Переворот, совершенный Николаем Коперником (1473-1543) в астрономии, имел огромное значение для развития философии и науки. Он подрывал старые представления о мире, ставил под вопрос не только традиционные понятия астрономии, но и принципы перипатетической физики и космологии, поскольку отменял важнейшие для нее понятия абсолютного "верха" и "низа", а тем самым требовал пересмотра методологических оснований натурфилософии в целом. В отличие от Кузанца Коперник не делает бесконечность специальной темой исследования, скорее она играет в его построениях вспомогательную роль в качестве натурфилософского допущения, однако значение созданной Коперником новой астрономической теории столь велико для дальнейшего развития философии и науки, что представляют большой интерес и те общеметодологические установки, на которых она базируется. В "Малом комментарии относительно установленных гипотез о небесных движениях" Коперник указывает семь постулатов аксиомам, которые он выдвинул с целью "найти какое-нибудь более рациональное сочетание кругов, которым можно было бы объяснить все видимые неравномерности" - неравномерности движения небесных тел. Для их объяснения древние астрономы, в частности Калипп и Евдокс, ввели эксцентрические круги и эпициклы, а Птолемей ввел также круги, называемые эквантами. В этих постулатах сформулированы основные предпосылки гелиоцентрической теории Коперника, и нетрудно заметить, что эти постулаты находятся в прямом полемическом отношении к принципам, на которых стоит "Альмагест" Птолемея. Птолемей не допускает утверждения, что небо бесконечно или даже "подобно бесконечности" не только в силу аргумента "от математики", какой мы видим у Архимеда, но и в силу аргумента "от физики": если бы величина "небесного свода" была бесконечной, то его движение вокруг Земли было бы невозможным - вспомним аргументацию Аристотеля против возможности существования "бесконечно большого тела". По Аристотелю, бесконечно большое тело не могло бы ни двигаться, ни покоиться, к нему вообще не могли бы быть применены все те определения, которые применяются к конечным телам. Характерно, что это фундаментальное положение физики Аристотеля разделяет и Коперник: "Вследствие известной физической аксиомы, что бесконечное не может быть ни пройдено, ни каким-либо образом приведено в движение, небо необходимо остановится". Копернику-то как раз и нужно было "остановить" небо! Ведь тезис о том, что движется Земля, а небесный свод неподвижен, есть исходный пункт его гелиоцентрической системы! А поэтому как раз та аксиома, что бесконечному невозможно двигаться, которая для древней астрономии служила аргументом в пользу конечности Вселенной, используется теперь Коперником как дополнительный - и очень веский - аргумент в пользу тезиса о неподвижности неба. Коперник, таким образом, не доказывает бесконечности Вселенной, но охотно допускает эту бесконечность, ибо такое допущение сильно подкрепляет его идею о движении Земли. Потому он и называет в числе своих важнейших "гипотез" утверждение о том, что "мир неизмерим и подобен бесконечности". На примере Коперника мы видим, как понятие бесконечности в эпоху Возрождения оказывается темой размышления не только философов и теологов, но и ученых-математиков: допущение бесконечности очень важно для решения собственно астрономических проблем. Ученик Коперника Ретик прекрасно показывает, как ученый обращается к поискам новых "гипотез", когда с помощью старых ему не удается "согласовать между собой" наблюдаемые факты, так что гипотезы эти ему важны не сами по себе (как для философа, например для Кузанца), а для построения стройной системы, объясняющей наблюдаемые факты. Но как при этом ученый "ищет" новые гипотезы? Очевидно, обращаясь к тем общефилософским, точнее натурфилософским, идеям, которые "носятся в воздухе" его эпохи. Коперник, как мы знаем, был хорошо знаком с новыми направлениями мысли - он учился в Италии как раз тогда, когда там получили широкое распространение идеи неоплатонизма - Пико делла Мирандола. Не случайно мы встречаем в работах Коперника нескрываемо-полемическое отношение к перипатетикам и почтительно-восхищенное - к пифагорейцам и Платону (именно пифагорейцы были теми античными философами, к которым помимо платоновской Академии чаще всего обращались взоры гуманистов-неоплатоников XV в., оппозиционно настроенных по отношению к современному перипатетизму). Именно тенденция к пантеизму, оказала свое влияние на "гипотезы" Коперника, который в вопросе о бесконечности в определенном смысле пошел дальше Николая Кузанского: ведь Кузанец считал Вселенную конечной и только Богу приписывал атрибут бесконечного. Правда Коперник, вводя понятие бесконечной Вселенной, делает еще частые оговорки, но именно на Коперника опирается Джордано Бруно, доказывающий необходимость принятия идеи бесконечности мира уже как философ, т.е. категорически. Коперниканский переворот, имел, серьезные последствия не только для естествознания, но и для философии, не только для науки о движениях небесных тел, но и для науки о движении (т.е. физики) в целом: ведь гипотеза о подвижности Земли, если брать ее всерьез, в корне подрывает основы аристотелевской натурфилософии: она отменяет важнейший принцип последней, гласящий, что центр Земли совпадает с центром мира. А ведь именно этот принцип составлял базу для теории естественного и насильственного движения. Правда, сам Коперник, не имея возможности предложить иную, чем у Аристотеля, теорию движения, что впервые сделал только Галилей, был вынужден ввести не вполне убедительную гипотезу: он допустил, что, не являясь центром мира, Земля тем не менее является центром тяготения. Это утверждение, разумеется, требовало дополнительного обоснования, которое, в сущности Коперник не мог дать. С точки зрения развития научного мышления, характерно, однако, что именно то обстоятельство, которое мешало ученым XV и первой половины XVI в. полностью оценить значение системы Коперника, а именно противоречие этой системы физике Аристотеля, в дальнейшем оказалось причиной триумфа системы Коперника: при разработке новой теории движения Галилей в своей полемике с перипатетиками именно на эту систему и опирался. Галилей называет несколько важнейших имен, традиции которых он продолжает: критикуя Аристотеля, Галилей нередко апеллирует к Платону, а еще чаще к Архимеду, чьи сочинения действительно оказали решающее влияние на творчество Галилея. Из более близких по времени Галилей чаще всего ссылается на Коперника, и неудивительно: обоснование гелиоцентрической системы последнего, создание физики, которая согласовалась бы с этой системой, стали делом жизни Галилея. Но были и такие источники мысли Галилея, о которых он не говорил, между тем они сыграли важную роль в становлении как мышления Галилея, так и вообще науки нового времени. В философском плане - принцип совпадения противоположностей Николай Кузанского, в физике - теория импульса (импетуса) в средневековой науке XIV в., а в теории движения с точки зрения его величины - прежде всего вывода закона падения тел - средневековую теорию интенсии и ремиссии форм. Эта теория была создана в XIV в. учеными-математиками сначала в Оксфорде (Томас Брадвардин, Уильям Хейтсбери, Ричард Суисет, названный Калькулятором, и Джон Дамблтон), а затем развивалась и уточнялась в Париже, где над ней работали Жан Буридан, Альберт Саксонский, Марсилий Ингенский и особенно Николай Орем. Галилей впервые проводит математическое обоснование физики уже не в качестве лишь условно-гипотетического, как это было в античной и средневековой астрономии, а в качестве аподиктического. Перевод физических проблем на язык математики позволяет придать полученным на определенном единичном примере выводам универсальное значение. Осуществляемая Галилеем геометризация доказательства позволяет придать физическому примеру ту всеобщность, которую он без этого не может иметь, ибо в этом случае не надо принимать во внимание физические факторы, всякий раз - особые. Вместо физического движения Галилей рассматривает его математическую модель, которую он конструирует, и эта мысленная конструкция, в сущности, уже определяет характер эксперимента. Условия эксперимента должны быть выполнены так, чтобы физический объект оказался идеализованным, чтобы между ним и математической конструкцией, с которой имеет дело геометр, было как можно меньше различия. Вот почему для Галилея так важна точность его экспериментов - именно она служит залогом возможности превратить физику в математическую науку. В этом отношении показателен один из важнейших галилеевских экспериментов - движение тела по наклонной плоскости, с помощью которого устанавливается закон свободного падения тел. Галилей, прежде всего озабочен точностью измерения, подчеркивая гладкость поверхности направляющей, и точности измерения времени падения шарика, ибо так должен быть подтвержден закон, установленный Галилеем математически, т. е. как предположение. Между тем точность эксперимента, и притом в самом ответственном пункте, при измерении времени, далека от той, какой хотелось бы итальянскому ученому. Галилей хорошо понимал, что абсолютной точности между теоретическим допущением, имеющим математическую форму, и реально проводимым физическим экспериментом достигнуть невозможно: для этого нужны идеальные плоскости, идеальные шары, идеальные часы и т.д. Но в том-то и дело, что единственным способом подтверждения истинности математического допущения мог быть только эксперимент, и потому Галилей должен был убедить своих слушателей и читателей в том, что в эксперименте может быть осуществлена близкая к идеальной точность. Более решительно, чем Галилей, к проблеме конструкции физического объекта подошел Декарт. Постулировав тождество материи и пространства, Декарт получил онтологическое обоснование для сближения физики с геометрией, какого не было еще у Галилея. Однако именно Галилея мы можем назвать основателем экспериментального естествознания.